完整版圆周运动典型例题及答案详解.doc

“匀速圆周运动”的典型例题【例1】如图所示的传动装置中,A、、B、C三轮的半径大小的关系是R=R=,三轮的角速度之比、三轮边缘的线BAC速度大小之比、三轮边缘的向心加速度大小之比分别为多少?【例2】,当圆盘匀速转动时,木块随圆盘一起运动(见图),那么[],,,所以木块受到圆盘对它的摩擦力,,,圆盘与木块之间无摩擦力【例3】在一个水平转台上放有A、B、C三个物体,,B、、B离转轴均为r,[]、B、C三物体随转台一起转动未发生滑动,A、、B、C三物体随转台一起转动未发生滑动,,,A比B先滑动【例4】如图,光滑的水平桌面上钉有两枚铁钉A、B,相距L==1m0的柔软细线一端拴在A上,,给小球以2m/s的垂直细线方向的水平速度,,使细线逐步缠在A、=7N,则从开始运动到细线断裂历时多长?m【说明】,用递推法则写出解答结果的通式(一般表达式),,有兴趣的同学还可计算一下,从小球开始运动到细线完全绕在A、B两钉子上,共需多少时间?【例5】如图(a)所示,在光滑的圆锥顶用长为L的细线悬挂一质量为m的小球,圆锥顶角为2θ,当圆锥和球一起以角速度ω匀速转动时,?若要小球离开锥面,则小球的角速度至少为多少?【说明】本题是属于二维的牛顿第二定律问题,解题时,一般可以物体为坐标原点,建立xoy直角坐标,然后沿x轴和y轴两个方向,列出牛顿第二定律的方程,其中一个方程是向心力和向心加速度的关系,最后解联立方程即可。【例6】杂技节目中的“水流星”表演,用一根绳子两端各拴一个盛水的杯子,演员抡起杯子在竖直面上做圆周运动,在最高点杯口朝下,但水不会流下,如下图所示,这是为什么?【例7】如下图所示,自行车和人的总质量为M,.(1)求自行车的倾角应多大?(2)自行车所受的地面的摩擦力多大?【例8】用长L=4m和长为L=3m的两根细线,拴一质量m=2kg的小球A,L112和L的另两端点分别系在一竖直杆的O,O处,已知OO=5m如下图(g=2121210m·s)-2(1)当竖直杆以的角速度ω匀速转动时,(2)当OA线所受力为100N时,【说明】向心力是一种效果力,.[例9]一辆实验小车可沿水平地面(图中纸面)上的长直轨道匀速向右运动,有一台发出细光束的激光器装在小转台M上,到轨道的距离MN为d=10m,如图所示。转台匀速转动,使激光束在水平面内扫描,扫描一周的时间为T=60s,光束转动方向如图箭头所示。当光束与MN的夹角为45°时,光束正好射到小车上,如果再经过△t=,则小车的速度为多少?(结果保留二位数字)[例10]图所示为测量子弹速度的装置,一根水平转轴的端部焊接一个半径为R的薄壁圆筒(图为其横截面),转轴的转速是每分钟n转,一颗子弹沿圆筒的水平直径由A点射入圆筒,在圆筒转过不到半圆时从B点穿出,假设子弹穿壁时速度大小不变,并在飞行中保持水平方向,测量出A、B两点间的孤长为L,写出子弹速度的表达式。.[说明]解题过程中,物理过程示意图,是常用的方法,它可以使抽象的物理过程具体形象化,便于从图中找出各物理量之间关系,以帮助建立物理方程,最后求出答案。典型例题答案【例1】【分析】皮带不打滑,表示轮子边缘在某段时间内转过的弧长总是跟皮带移动的距离相等,也就是说,,结合线速度、角速度、向心加速度的公式即可得解.【解】由于皮带不打滑,因此,B、C两轮边缘线速度大小相等,设v=v==ωR得两轮角速度大小的关系ω∶ω=R∶R=2∶